專利名稱：電源裝置、具備該電源裝置的車輛和蓄電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)置串聯(lián)或并聯(lián)連接的多個電池單元而能提供電力的電源裝置、具備該電源裝置的車輛和蓄電裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)置眾多二次電池單元從而增大輸出電壓和輸出電流這兩者的電源裝置除了能用在混合動力車、電動汽車等的車載用途以外，還在積蓄作為家庭用、工業(yè)用的電力的載置型的電源裝置這樣的蓄電用途中，期待得到利用。
在這樣的電源裝置中，由于各種原因而導(dǎo)致二次電池單元劣化。但是，在實際在各種環(huán)境、條件下使用的電源裝置中，原因各種各樣，并不容易特定其原因。
為了特定這樣的原因，考慮將電源裝置與網(wǎng)絡(luò)等的通信系統(tǒng)連接并一直監(jiān)視動作狀態(tài)的方法。但是，在該方法中，需要每個電源裝置具有通信功能，除了增加成本以外，其耗電也會增大，違背節(jié)電的要求。另外，還有在通信基礎(chǔ)設(shè)施不完備的環(huán)境中無法使用的問題。
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I JP特開2007-85818號公報
專利文獻(xiàn)2 JP特開2010-191992號公報發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的問題點(diǎn)而提出。本發(fā)明的主要目的在于提供能通過簡單的構(gòu)成來容易地進(jìn)行電池的劣化的原因特定的電源裝置、具備該電源裝置的車輛以及蓄電>J-U ρ α裝直。
為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第I方面所涉及的電源裝置能具備能充電的多個二次電池單元；用于檢測串聯(lián)或并聯(lián)連接所述二次電池單元而成的電池塊9的溫度的溫度檢測單元31 ;用于檢測所述電池塊9的充放電電流的電流檢測單元32 ;和用于檢測所述電池塊9或二次電池單元的電壓的電壓檢測單元33，所述電源裝置還具備在給定的定時取得由所述溫度檢測單元31檢測出的溫度、由所述電流檢測單元32檢測出的電流值、由所述電壓檢測單元33檢測出的電壓值的數(shù)據(jù)收集單元；和用于記錄由所述數(shù)據(jù)收集單元取得的數(shù)據(jù)的存儲單元20。由此，能在給定的定時將電池塊的溫度、電流、電壓逐次記錄到存儲單元20中，且通過解析該數(shù)據(jù)，錯誤或異常的原因特定變得容易。特別是，由于不用使用網(wǎng)絡(luò)連接等而能用簡單的方法來收集數(shù)據(jù)，因此除了能廉價地安裝以外，還獲得能抑制不進(jìn)行通信這部分的消耗功率的優(yōu)點(diǎn)。
另外，根據(jù)第2方面所涉及的電源裝置，所述數(shù)據(jù)收集單元進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的給定的定時能設(shè)為每隔預(yù)先設(shè)定的一定的時間間隔的時間點(diǎn)。由此，能每隔一定的周期逐次取得電池信息并留下日志，對錯誤解析有益。
進(jìn)而，根據(jù) 第3方面所涉及的電源裝置，所述數(shù)據(jù)收集單元具備從所述溫度檢測單元31、電流檢測單元32、電壓檢測單元33進(jìn)行數(shù)據(jù)收集并記錄到所述存儲單元20中的動作模式；和抑制消耗功率的低消耗功率模式，使所述數(shù)據(jù)收集單元在動作模式中結(jié)束數(shù)據(jù)的記錄后從動作模式移轉(zhuǎn)到低消耗功率模式，并在下一次進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的定時再度移轉(zhuǎn)到動作模式。由此，通過僅在進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的定時使數(shù)據(jù)收集單元動作，并在此外的期間抑制消耗功率，能從整體上抑制消耗功率。
進(jìn)而，還根據(jù)第4方面所涉及的電源裝置，所述電源裝置還具備用于規(guī)定每隔一定周期的給定的定時的定時單元，所述數(shù)據(jù)收集單元能接受從所述定時單元每隔一定周期送來的觸發(fā)信號，來從低消耗功率模式返回到動作模式。由此，能每隔一定周期以觸發(fā)信號來使數(shù)據(jù)收集單元起動，能得到容易地進(jìn)行從低消耗功率模式的返回動作的優(yōu)點(diǎn)。
進(jìn)而，還根據(jù)第5方面所涉及的電源裝置，所述電源裝置還具備收納所述電池塊 9、溫度檢測單元31、電流檢測單元32、電壓檢測單元33的多個電池組件BU ;和能連接所述多個電池組件BU的電源控制器10，在所述電源控制器10中具備所述數(shù)據(jù)收集單元和存儲單元20。由此，通過將電池塊組件化并連接多個，能容易地構(gòu)筑與不同的電力對應(yīng)的電源系統(tǒng)，并能用電源控制器集中進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，由此不再需要針對每個電池組件來管理數(shù)據(jù)，能得到效率良好地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和錯誤解析的優(yōu)點(diǎn)。
進(jìn)而，還根據(jù)第6方面所涉及的電源裝置，所述電源裝置還能具備運(yùn)算所述電池塊9的剩余容量的剩余容量運(yùn)算單元，所述數(shù)據(jù)收集單元將由所述剩余容量運(yùn)算單元運(yùn)算出的剩余容量記錄在所述存儲單元20中。由此，通過解析運(yùn)算出的剩余容量正確與否，能驗證剩余容量運(yùn)算單元的動作正確與否。
進(jìn)而，還根據(jù)第7方面所涉及的電源裝置，所述存儲單元20是泛用存儲介質(zhì)。由此，能廉價地將收集到的數(shù)據(jù)寫入到存儲介質(zhì)中，另外，在事后的解析等中數(shù)據(jù)的處理也變得容易，能實現(xiàn)操作性卓越的環(huán)境。
進(jìn)而，還根據(jù)第8方面所涉及的電源裝置，所述電源裝置還具備能以無線方式與公用電話線路進(jìn)行連接的通信單元。由此，能實現(xiàn)利用了公用電話線路的撥號連接，能實現(xiàn)在寬范圍的數(shù)據(jù)收集。
進(jìn)而，第9方面所涉及的車輛搭載所述電源裝置。
進(jìn)而，第10側(cè)面所涉及的蓄電裝置搭載所述電源裝置。


圖1是表示將本發(fā)明的實施例1所涉及的電源裝置搭載在以引擎和電動機(jī)來行駛的混合動力車的示例的框圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的電源裝置的框圖。
圖3是表示將電池信息數(shù)據(jù)保存在存儲卡中的次序的流程圖。
圖4是表示在僅以電動機(jī)進(jìn)行行駛的電動汽車中搭載電源裝置的示例的框圖。
圖5是表示在蓄電用的電源裝置中應(yīng)用的示例的框圖。
圖6是表示蓄電用的電源裝置的一例的框圖。
符號說明
100、100B、100C 電源裝置
9、9C 電池塊
10、10BU0C電源控制器
IlUlC控制單元
20、20B、20C存儲單元
31溫度檢測單元
32電流檢測單元
33電壓檢測單元
34組件電壓檢測單元
BP, BPl 12,81電池包
BU, BUl 4、82電池組件
85并聯(lián)連接開關(guān)
93電動機(jī)
94發(fā)電機(jī)
95DC/AC逆變器
96引擎
EV、HV車輛
LD負(fù)載
CP充電用電源
DS放電開關(guān)
CS充電開關(guān)
OL輸出線路
HT主機(jī)設(shè)備
DI包輸入輸出端子
DA包異常輸出端子
DO包連接端子具體實施方式
下面，基于附圖來說明本發(fā)明的實施方式。其中，下面所示的實施方式對用于具象化本發(fā)明的技術(shù)思想的電源裝置以及具備該電源裝置的車輛還有蓄電裝置進(jìn)行了例示，本發(fā)明的電源裝置以及具備該電源裝置的車輛還有蓄電裝置并不限于下面所述的實施方式。 另外，在權(quán)利要求中所示的部件也絕非實施方式的部件中所特定的部件。特別是實施方式中所記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等，只要沒有特別的說明，就不表示本發(fā)明的范圍限于此，只是單純的說明例而已。另外，為了使說明明確，對各附圖所示的部件的大小、位置關(guān)系等進(jìn)行了夸張表示。進(jìn)而，在下面的說明中，相同的名稱、符號表示相同或同質(zhì)的部件，省略其詳細(xì)說明。進(jìn)而，構(gòu)成本發(fā)明的各要素也可以是使多個要素構(gòu)成同一并以一個部件兼用多個要素的形態(tài)，反之還能以多個部件來分擔(dān)一個部件的功能來實現(xiàn)。另外，在一部分的實施例、實施方式中說明的內(nèi)容也能在其它的實施例、實施方式中利用。
(實施例1)
在圖1 2中說明了在車載用的電源裝置中應(yīng)用的示例，作為本發(fā)明的實施例1 所涉及的電源裝置。該電源裝置100主要搭載于混合動力車或電動汽車等的電動車輛上，用作對車輛的電動機(jī)提供電力來使車輛行駛的電源。但是，本發(fā)明的電源裝置所連接的被驅(qū)動設(shè)備并不限于此，還能在混合動力車或電動汽車以外的電動車輛中使用，另外，還能在電動車輛以外的要求大輸出的用途中使用。
圖1是表示在以引擎和電動機(jī)兩者來行駛的混合動力車中搭載電源裝置100的框圖。圖1所示的搭載了電源裝置100的車輛HV具備用于使車輛HV行駛的引擎96以及行駛用的電動機(jī)93 ;對電動機(jī)93提供電力的電源裝置100 ;和對電源裝置100的電池進(jìn)行充電的發(fā)電機(jī)94。電源裝置100經(jīng)由DC/AC逆變器95而與電動機(jī)93和發(fā)電機(jī)94連接。車輛HV —邊進(jìn)行電源裝置100的電池的充放電一邊以電動機(jī)93和引擎96的兩者來行駛。電動機(jī)93在引擎效率差的區(qū)域、例如加速時或低速行駛時進(jìn)行驅(qū)動，來使車輛行駛。電動機(jī) 93由電源裝置100提供電力而被驅(qū)動。發(fā)電機(jī)94被引擎96驅(qū)動或被對車輛施加制動時的再生制動驅(qū)動，對電源裝置100的電池進(jìn)行充電。
(電源裝置100)
在圖2中示出本發(fā)明的實施例1所涉及的電源裝置100的框圖。該圖所示的電源裝置表示在混合動力車用的行駛用蓄電池中應(yīng)用的示例。該電源裝置100具備電池塊9、 電源控制器10、存儲卡組件。
(電池塊9)
電池塊9由多個電池包BP構(gòu)成。各電池包BP進(jìn)一步由多個二次電池單元構(gòu)成。 在本例中，對電池包BP進(jìn)行3并聯(lián)、4串聯(lián)連接，由合計12個電池包BPl BP12來構(gòu)成電池塊9。其中，電池包的并聯(lián)連接數(shù)量和串聯(lián)連接數(shù)量根據(jù)所要求的電力來進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。
各電池包BP串聯(lián)以及/或者并聯(lián)連接多個二次電池單元而構(gòu)成。在二次電池單元中，除了利用鋰離子二次電池以外，還能利用鎳氫電池或鎳鎘電池等。
另外，在各電池包BP中設(shè)有用于檢測溫度的溫度檢測單元31。溫度檢測單元31 與電源控制器10連接，在電源控制器10中進(jìn)行集中管理。
進(jìn)而，也可以連接多個電池包BP來構(gòu)成電池組件BU。在圖2的示例中，并聯(lián)連接 3個電池包BP來構(gòu)成電池組件BU，串聯(lián)連接電池組件BUl 4來構(gòu)成電池塊9。在各電池包BP中分別設(shè)有用于檢測充放電電流的電流檢測單元32、和用于檢測電壓的電壓檢測單元33。另外，在圖2的示例中，在各電池組件中設(shè)置組件電壓檢測單元34，來檢測連接多個電池包BP而成的電池組件BU的組件電壓。并不限于如此地檢測每個電池包BP的電壓、電流、溫度的構(gòu)成，也可以以電池組件為單位或電池塊整體來檢測電壓、電流、溫度等，并提取這些數(shù)據(jù)的一部分進(jìn)行存儲或?qū)⑦@些數(shù)據(jù)全部存儲。進(jìn)而，電池包BP的電壓也并不限于電池包整體的電壓，還能測定并記錄構(gòu)成電池塊的二次電池單元的單元電壓、或連接多個二次電池單元而成的模塊的電壓。
(電源控制器10)電源控制器10監(jiān)視構(gòu)成電池塊9的各電池包BP的動作。通過使多個電池包BP 連接到I臺的電源控制器10上來集中進(jìn)行管理，能效率良好地管理、運(yùn)營電池包BP。特別是能得到如下優(yōu)點(diǎn)能通過將電池塊9組件化地連接多個來容易地構(gòu)筑與不同的功率對應(yīng)的電源系統(tǒng)，并能通過在電源控制器10集中進(jìn)行數(shù)據(jù)收集來有效率地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和錯誤解析，而不需要在每個電池組件BU中管理數(shù)據(jù)。
該電源控制器10具備控制單元11，并在給定的定時取得由溫度檢測單元31檢測出的溫度、由電流檢測單元32檢測出的電流值、由電壓檢測單元33檢測出的電壓值。該控制單元11作為收集這些電池信息的數(shù)據(jù)收集單元而發(fā)揮作用。另外，作為電池信息，除此之外，也可以適當(dāng)包含電池的剩余容量、錯誤的有無和類別、通信值等。另外，通過將電池的剩余容量作為電池信息而記錄，能在后面的解析中，將控制單元11逐次進(jìn)行電池的剩余容量運(yùn)算的結(jié)果與實際的剩余容量進(jìn)行比較，從而能確認(rèn)剩余容量運(yùn)算的精度。這種情況下， 需要電源控制器10具備運(yùn)算電池塊9的剩余容量的剩余容量運(yùn)算單元。例如控制單元11 作為剩余容量運(yùn)算單元來運(yùn)算剩余容量，并將剩余容量作為電池信息的其中之一而寫入存儲單元20。
關(guān)于進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的定時，設(shè)每隔預(yù)先設(shè)定的一定的時間間隔，例如數(shù)秒間隔。另外，還可以在車輛的起動(鍵開啟)時或停止(鍵關(guān)閉)時等特定的定時中也進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。將如此取得的數(shù)據(jù)寫入到后述的存儲單元20中。由此，能每隔一定周期就逐次取得電池信息并留下日志，能對錯誤解析有幫助。
進(jìn)而，電源控制器10還承擔(dān)與車輛側(cè)的通信。該電源控制器10連接為能與作為被驅(qū)動設(shè)備的車輛側(cè)的控制部進(jìn)行通信。電源控制器10與車輛通過例如CAN等的已知的通信方式來進(jìn)行通信。還能通過控制單元11進(jìn)行該數(shù)據(jù)通信。
(存儲單元20)
進(jìn)而，在電源控制器10上連接有用于記錄電池信息的存儲單元20。存儲單元20 能利用泛用的存儲介質(zhì)。由此能進(jìn)行廉價的數(shù)據(jù)記錄，另外，在后面的解析等中，數(shù)據(jù)的讀取等的處理變得容易。在這樣的存儲介質(zhì)中能使用SD卡、迷你SD卡、微SD卡、CF (compact flash，注冊商標(biāo))卡、記憶棒(注冊商標(biāo))等的存儲卡。在此，作為存儲單元20利用SD卡適配器的存儲卡組件。通過利用SD卡，能廉價且容易地得到大容量的存儲器，另外，回收后的解析也變得順暢。
在存儲卡中記錄數(shù)據(jù)的形式除了二進(jìn)制形式之外，也可以是ASCII形式。另外，在數(shù)據(jù)記錄時，還能實施數(shù)據(jù)的加密。由此，即使萬一第三者看到了圖像數(shù)據(jù)，也無法立刻判讀，能提高安全性。
另外，給定的定時上的數(shù)據(jù)的寫入例如也可以通過中斷處理來進(jìn)行。即，在規(guī)定的定時使電源控制器10產(chǎn)生中斷，電源控制器10將在該定時上取得的電池信息寫入存儲單元20的日志文件中。
基于圖3的流程圖來說明電源控制器10收集電池信息數(shù)據(jù)并保存到存儲卡中的次序。首先，在步驟SI中，電源控制器10進(jìn)行系統(tǒng)的初始化。在該狀態(tài)下數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)成為工作狀態(tài)。接下來，在步驟S2中，讀取設(shè)定完畢的初始信息。作為初始信息，例如預(yù)先設(shè)定取得數(shù)據(jù)的定時，將其作為初始信息文件而予以保存。電池控制器10通過讀取該初始信息文件來設(shè)定數(shù)據(jù)記錄間隔、記錄格式、日志文件名信息等。進(jìn)而，在步驟S3中，對記錄電池信息數(shù)據(jù)的日志文件進(jìn)行初始寫入。在此，日志文件開放，成為能在該文件中進(jìn)行寫入的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，許可中斷，并在步驟S4中成為等待中斷的產(chǎn)生的待機(jī)狀態(tài)。直到發(fā)生中斷為止都使步驟S4循環(huán)，若發(fā)生中斷，則前進(jìn)到步驟S5來進(jìn)行記錄數(shù)據(jù)的寫入。如以上那樣，電源控制器10將電池信息數(shù)據(jù)逐次記錄到存儲 單元20中。
如此，以一定的周期來逐次記錄電池信息，并積蓄數(shù)據(jù)，以幾個月程度的跨度來回收存儲介質(zhì)。將作為如此得到的數(shù)據(jù)作為實際動作數(shù)據(jù)，能在不良解析或基于此的改良等中有效地進(jìn)行利用。另外，通過在不良發(fā)生時解析相應(yīng)部分的電池數(shù)據(jù)，能使錯誤和異常的原因特定變得容易。
另外，通過將數(shù)據(jù)記錄到電源裝置100自身中，能省略用于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向外部設(shè)備送出數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)(例如無線LAN等通信設(shè)備)，能廉價地進(jìn)行安裝，此外，省略通信組件的部分對于省空間化和低消耗功率化也有利。特別是，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，將監(jiān)視個人計算機(jī)或通信線路的外部設(shè)備與電源裝置連接，在此基礎(chǔ)上使電源裝置動作來取得日志。這樣的外部裝置的外形變得大型，另外消耗電流要使數(shù)據(jù)通信設(shè)備進(jìn)行動作，因此變大。由此，在車輛或移動設(shè)備等無法從外部電源提供電力的移動體等中，長時間的日志記錄變得困難，并且由于在數(shù)據(jù)通信中消耗的電力，還會使取得對象的電池信息的數(shù)據(jù)自身產(chǎn)生失真。與此相對，通過本實施方式那樣的將存儲單元20作為電源裝置100的電源控制器10的一部分而嵌入到其中，能使尺寸變小，并能以低消耗功率來穩(wěn)定地進(jìn)行日志數(shù)據(jù)的記錄。例如，能使用利用了嵌入微機(jī)的低消耗功率的電源控制器來記錄日志數(shù)據(jù)。
特別是，從削減CO2的觀點(diǎn)出發(fā)，混合動力汽車和電動汽車的普及高速地進(jìn)展，并且鑒于近年來的電力需求的迫近，盡早謀求能蓄電的載置型的電源裝置。在用于這樣的利用二次電池單元的大型蓄電/動力系統(tǒng)的實用化的實際驗證實驗中，收集二次電池單元的狀態(tài)和充放電等的狀況數(shù)據(jù)是重要的。通過收集這樣的數(shù)據(jù)，例如能根據(jù)使用環(huán)境、電池狀態(tài)來使各種參數(shù)等的規(guī)格最優(yōu)化，或者能在探測到二次電池單元的性能降低等來進(jìn)行電池使用的停止或維護(hù)的告知等的行動中起到作用。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)據(jù)收集的方式使用利用了通信網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程系統(tǒng)等來進(jìn)行，而在該方法中，用于數(shù)據(jù)收集的系統(tǒng)規(guī)模變大，這成為大幅度的成本上升的原因。另外，在動力系統(tǒng)和蓄電系統(tǒng)的獨(dú)立型系統(tǒng)中，由于沒有商用電源這樣的充裕的電力提供源，因此設(shè)置數(shù)據(jù)收集用的個人計算機(jī)和因特網(wǎng)連接設(shè)備會使功率消耗量變大，會對本來想要監(jiān)視的二次電池系統(tǒng)的運(yùn)用狀況帶來較大的影響。進(jìn)而，在通信等的基礎(chǔ)設(shè)施不完備的地方，還有無法利用的問題。另一方面，利用了簡單的無線系統(tǒng)等的通信的數(shù)據(jù)收集的方式在安全性上存在擔(dān)心。與此相對，在上述的實施例1所涉及的電源裝置100中，通過在電源裝置100側(cè)記錄電池信息數(shù)據(jù)這樣的簡單構(gòu)成，能廉價且簡易地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，作為通信功能而不需要的消耗功率的部分，能實現(xiàn)低消耗功率、低成本、 低價格化。
(低消耗功率模式)
另外，在電源控制器10中，除了通常的動作模式以外，還能設(shè)置僅使必要的功能動作來降低消耗功率的低消耗功率模式，通過將數(shù)據(jù)的記錄以外移轉(zhuǎn)到低消耗功率模式， 能抑制必需的電能。例如，構(gòu)成為在電源控制器10的內(nèi)部或外部設(shè)置對一定周期的定時進(jìn)行規(guī)定的定時單元，從該定時單元接受每隔一定周期發(fā)送的觸發(fā)信號，從而電源控制器 10使低消耗功率模式返回到動作模式。另外，在將定時單元設(shè)于電源控制器10的外部的情況下，能構(gòu)成為以作為外部信號的觸發(fā)信號來使電源控制器10起動。
通過如此，不用使電源控制器10 —直工作而在不進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄的期間移轉(zhuǎn)到低消耗功率模式，另一方面，每隔一定期間對電源控制器賦予觸發(fā)信號來從低消耗功率模式返回，由此能進(jìn)行日志的記錄。
(電動汽車用電源裝置)
在以上的示例中，說明了在作為被驅(qū)動設(shè)備的以電動機(jī)和引擎驅(qū)動的混合動力車中利用電源裝置的示例，但并不限于此，還能在僅以電動機(jī)來行駛的電動汽車中應(yīng)用電源裝置。在圖4中示出在這樣的電動汽車中應(yīng)用本發(fā)明的示例。圖4所示的搭載了電源裝置 100的車輛EV具備使車輛EV行駛的行駛用的電動機(jī)93、對該電動機(jī)93提供電力的電源裝置100、和對該電源裝置100進(jìn)行充電的發(fā)電機(jī)94。電動機(jī)93從電源裝置100來提供電力從而被驅(qū)動。發(fā)電機(jī)94被對車輛EV進(jìn)行再生制動時的能量驅(qū)動，并對電源裝置100的電池進(jìn)行充電。
(蓄電用電源裝置)
進(jìn)而，該電源裝置不僅能用作移動體用的動力源，還能作為固定型的蓄電用設(shè)備而利用。例如作為家庭用、工廠用的電源而利用，還能在以太陽光或深夜電力等充電且在需要時進(jìn)行放電的電源系統(tǒng)、或者白天以太陽光進(jìn)行充電晚上放電的路燈用電源、在停電時進(jìn)行驅(qū)動的信號機(jī)用的后備電源等中利用。在圖5中示出這樣的示例。圖5所示的電源裝置100將多個電池包81組件狀地連接從而構(gòu)成電池組件82。在上述圖2的示例中，并聯(lián)連接電池包BP來構(gòu)成電池組件BU，與此相對，在圖5的示例中，串聯(lián)連接電池包81來構(gòu)成電池模塊82。各電池包81串聯(lián)以及/或者并聯(lián)連接多個電池單元I。各電池包81由電源控制器IOB來控制。在電源控制器IOB連接有用于保存從電池塊收集到的數(shù)據(jù)的存儲單元20B。該電源裝置100在以充電用電源CP對電池組件82進(jìn)行充電后，驅(qū)動負(fù)載LD。為此，電源裝置100具備充電模式和放電模式。負(fù)載LD和充電用電源CP分別經(jīng)由放電開關(guān) DS以及充電開關(guān)CS而與電源裝置100連接。放電開關(guān)DS以及充電開關(guān)CS的導(dǎo)通/截止能通過電源裝置100的電源控制器IOB來切換，在充電模式中，電源控制器IOB將充電開關(guān) CS切換為導(dǎo)通，將放電開關(guān)DS切換為截止，從而許可從充電用電源CP向電源裝置100的充電。另外，若充電完成而成為滿充電，或者在充電為給定值以上的容量的狀態(tài)下根據(jù)來自負(fù)載LD的請求，電源控制器IOB將充電開關(guān)CS切換為截止，將放電開關(guān)DS切換為導(dǎo)通，從而切換到放電模式，許可從電源裝置100向負(fù)載LD的放電。另外，還能根據(jù)需要將充電開關(guān)CS切換為導(dǎo)通，將放電開關(guān)DS切換為導(dǎo)通，同時進(jìn)行負(fù)載LD的電力提供、和對電源裝置 100的充電。
由電源裝置100驅(qū)動的負(fù)載LD經(jīng)由放電開關(guān)DS而與電源裝置100連接。在電源裝置100的放電模式下，電源控制器IOB將放電開關(guān)DS切換為導(dǎo)通，與負(fù)載連接，以來自電源裝置100的電力來驅(qū)動負(fù)載LD。放電開關(guān)DS能利用FET等開關(guān)元件。放電開關(guān)DS的導(dǎo)通/截止能通過電源裝置100的電源控制器IOB來控制。另外，電源控制器IOB具備用于與外部設(shè)備進(jìn)行通信的通信接口。在圖5的示例中，遵循UART、RS-232C等的已有的通信協(xié)議來與主機(jī)設(shè)備HT連接。另外，還能根據(jù)需要在電源系統(tǒng)中設(shè)置用于讓用戶進(jìn)行操作的用戶界面。
各電池包81具備信號端子和電源端子。信號端子包括包輸入輸出端子D1、包異常輸出端子DA、和包連接端子D0。包輸入輸出端子DI是用于輸入輸出來自其它的電池包或電池控制器IOB的信號的端子，包連接端子DO是用于對作為子包的其它的電池包輸入輸出信號的端子。另外，包異常輸出端子DA是用于將電池包的異常輸出到外部的端子。進(jìn)而， 電源端子是用于將電池包81彼此串聯(lián)、并聯(lián)連接的端子。另外，電池組件82經(jīng)由并聯(lián)連接開關(guān)85而與輸出線路OL連接，從而彼此并聯(lián)連接。
進(jìn)而，作為這樣的蓄電系統(tǒng)的一例，在圖6中示出對作為負(fù)載LD的停車場用的照明裝置、和作為充電用電源CP的太陽能電池板進(jìn)行了組合的電源系統(tǒng)。圖6中示出的電源系統(tǒng)在白天用太陽能電池板對電池裝置100C的電池塊9C進(jìn)行充電，在夜間用積蓄的電力來點(diǎn)亮照明裝置，進(jìn)行夜間照明。另外，作為負(fù)載并不限于照明，還能應(yīng)用對電動自行車或助力自行車的電池包進(jìn)行充電的充電器的電源、災(zāi)害時緊急使用的AC100V電源。該電源裝置100C以太陽能電池板發(fā)電的直流電力在充電開關(guān)CS導(dǎo)通、放電開關(guān)DS截止的狀態(tài)下進(jìn)行充電。另外，在放電時，使充電開關(guān)CS截止、放電開關(guān)DS導(dǎo)通，用逆變器將來自電池塊 9C的直流變成交流，由此對各負(fù)載提供交流電力。關(guān)于電源裝置100所具備的電源控制器 10C、控制單元11C、存儲單元20C、電池塊9C等的細(xì)節(jié)，由于與上述的構(gòu)成相同，因此省略詳細(xì)的說明。
以上的電源裝置說明了在電源裝置自身中記錄日志數(shù)據(jù)，以一定的跨度來對其個別地進(jìn)行回收并解析的狀態(tài)。另一方面，在獨(dú)立型系統(tǒng)中，跑遍到處設(shè)置的實際驗證實驗的現(xiàn)場來收集數(shù)據(jù)的勞力大，沒有效率。這種情況下，還能利用使用了通信網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程操作的收據(jù)收集的機(jī)制。但是，這種情況下由于需要在電源裝置側(cè)設(shè)置通信組件，因此必需以具備用于使其驅(qū)動的功率和配置空間的確保等條件為前提。
另外，除了使電源裝置自身具備通信功能以外，還可以是利用外部的數(shù)據(jù)通信調(diào)制解調(diào)器、便攜式電話等通信設(shè)備，通過將其連接而添加了數(shù)據(jù)通信功能的形態(tài)。
進(jìn)而，在將電源裝置載置于例如山間部或孤島等處的形態(tài)中，還能具備能以無線與公用電話線路連接的通信單元。由此，通過使用了公用電話線路撥號連接等，能在光纖或 ADSL等的通信基礎(chǔ)設(shè)施不完備的環(huán)境中使用，得到能將可收集電源裝置的數(shù)據(jù)的區(qū)域擴(kuò)展為寬范圍的優(yōu)點(diǎn)。另外，在上述的車載用途中，在能解決消耗功率等的問題點(diǎn)情況下，同樣地也能添加通信單元。
另一方面，也可以構(gòu)成為在能利用商用電源等的電力線的環(huán)境中設(shè)置服務(wù)器，在通過數(shù)據(jù)通信調(diào)制解調(diào)器而連接到因特網(wǎng)后，將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。根據(jù)該方法，能在各種場所監(jiān)視積蓄在服務(wù)器中的電池信息數(shù)據(jù)。特別是，即便在設(shè)置眾多電源裝置的情況下，也能沒有過度的負(fù)擔(dān)地進(jìn)行電池信息數(shù)據(jù)的收集。
另外，并不限于利用因特網(wǎng)連接這樣的公用網(wǎng)絡(luò)線路的形態(tài)，例如當(dāng)然也可以是由連接者利用數(shù)據(jù)通信調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由電話線路來進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)連接的形態(tài)。
本發(fā)明所涉及的電源裝置以及具備該電源裝置的車輛還有蓄電裝置可以作為能切換EV行駛模式和HEV行駛模式的插電式混合電動汽車或混合動力式電動汽車、電動汽車等的電源裝置而適當(dāng)?shù)乩谩Ａ硗?，還能在如下用途中適當(dāng)利用可搭載于計算機(jī)服務(wù)器的機(jī)柜中的后備電源裝置；便攜式電話等的無線基站用的后備電源裝置；家庭內(nèi)用、工廠用的蓄電用電源、路燈的電源等與太陽能電池組合的蓄電裝置；信 號機(jī)等的后備電源用等。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，具備能充電的多個二次電池單元；用于檢測串聯(lián)或并聯(lián)連接所述二次電池單元而成的電池塊(9)的溫度的溫度檢測單元(31)；用于檢測所述電池塊(9)的充放電電流的電流檢測單元(32);和用于檢測所述電池塊(9)或二次電池單元的電壓的電壓檢測單元(33)，所述電源裝置的特征在于，還具備在給定的定時取得由所述溫度檢測單元(31)檢測出的溫度、由所述電流檢測單元(32)檢測出的電流值、由所述電壓檢測單元(33)檢測出的電壓值的數(shù)據(jù)收集單元；和用于記錄由所述數(shù)據(jù)收集單元取得的數(shù)據(jù)的存儲單元(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)收集單元進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的給定的定時是每隔預(yù)先設(shè)定的一定的時間間隔的時間點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)收集單元具備從所述溫度檢測單元(31)、電流檢測單元(32)、電壓檢測單元(33)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集并記錄到所述存儲單元(20)中的動作模式；和抑制消耗功率的低消耗功率模式，使所述數(shù)據(jù)收集單元在動作模式中結(jié)束數(shù)據(jù)的記錄后從動作模式轉(zhuǎn)移到低消耗功率模式，并在下一次進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的定時再度移轉(zhuǎn)到動作模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于，所述電源裝置還具備用于規(guī)定每隔一定周期的給定的定時的定時單元，所述數(shù)據(jù)收集單元接受從所述定時單元每隔一定周期送來的觸發(fā)信號，來從低消耗功率模式返回到動作模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的電源裝置，其特征在于，所述電源裝置還具備收納所述電池塊(9)、溫度檢測單元(31)、電流檢測單元(32)、電壓檢測單元(33)的多個電池組件(BU);和能連接所述多個電池組件(BU)的電源控制器(10)，在所述電源控制器(10)中具備所述數(shù)據(jù)收集單元和存儲單元(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的電源裝置，其特征在于，所述電源裝置還具備運(yùn)算所述電池塊(9)的剩余容量的剩余容量運(yùn)算單元，所述數(shù)據(jù)收集單元將由所述剩余容量運(yùn)算單元運(yùn)算出的剩余容量記錄在所述存儲單元(20)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的電源裝置，其特征在于，所述存儲單元(20)是泛用存儲介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項所述的電源裝置，其特征在于，所述電源裝置還具備能以無線方式與公用電話線路進(jìn)行連接的通信單元。
9.一種車輛，其特征在于，搭載權(quán)利要求1 8中任一項所述的電源裝置。
10.—種蓄電裝置，其特征在于，搭載權(quán)利要求1 9中任一項所述的電源裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供電源裝置、具備該電源裝置的車輛和蓄電裝置，能以更簡單的構(gòu)成容易地進(jìn)行電池劣化原因的特定。電源裝置具備能充電的多個二次電池單元；用于檢測串聯(lián)或并聯(lián)連接二次電池單元而成的電池塊(9)的溫度的溫度檢測單元(31)；用于檢測電池塊(9)的充放電電流的電流檢測單元(32)；用于檢測電池塊(9)或二次電池單元的電壓的電壓檢測單元(33)，電源裝置還具備在給定的定時取得由溫度檢測單元(31)檢測出的溫度、由電流檢測單元(32)檢測出的電流值、由電壓檢測單元(33)檢測出的電壓值的數(shù)據(jù)收集單元；和用于記錄數(shù)據(jù)收集單元所取得的數(shù)據(jù)的存儲單元(20)。
文檔編號B60L11/18GK103035971SQ20121037436
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者喜多祥和, 栗原俊武, 板倉佑輔 申請人:三洋電機(jī)株式會社